全 文 ：1980—2010 年鄱阳湖地区土地覆盖与景观格局变化*
王卷乐1**摇 冉盈盈2 摇 张永杰2 摇 曹晓明1 摇 杨摇 飞1
( 1中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京 100010; 2中国矿业大学(北京)地球科学与
测绘工程学院, 北京 100083)
摘摇 要摇 以 1980、2005 和 2010 年鄱阳湖地区的土地覆盖数据为基础,采用 GIS、RS 及景观生
态学的方法,分析 1980—2010 年该区土地覆盖及景观格局变化情况,并定量分析了土地覆盖
类型变化度、斑块面积指数、斑块形状指数、边缘密度指数以及多样性指数等指标.结果表明:
1980—2010 年,研究区水田、内陆水体、常绿阔叶林和城镇建设用地不仅是该区域的主要土地
覆盖类型,而且变化最强烈.总体上,内陆水体、城镇建设用地面积显著增加,水田和旱地面积
有所减少.从景观格局变化来看,虽然鄱阳湖地区受到人口增长和经济发展的影响,其景观破
碎度变化和景观多样性指数略呈下降趋势,但变化并不大,这反映出前期环境管理对于区域
环境保护已经发挥重要作用,但仍然面临长期挑战.
关键词摇 土地覆盖摇 景观格局摇 鄱阳湖摇 环境管理
文章编号摇 1001-9332(2013)04-1085-09摇 中图分类号摇 Q149摇 文献标识码摇 A
Land cover and landscape pattern changes in Poyang Lake region of China in 1980-2010.
WANG Juan鄄le1, RAN Ying鄄ying2, ZHANG Yong鄄jie2, CAO Xiao鄄ming1, YANG Fei1 ( 1State Key
Laboratory of Resources and Environment Information System, Institute of Geographic Sciences and
Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100010, China; 2College of Geo鄄
science and Engineering, China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China) .
鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(4): 1085-1093.
Abstract: Based on the land cover datasets of Poyang Lake region in 1980, 2005, and 2010, and
by using GIS, RS, and landscape ecology approaches, this paper studied the land cover and land鄄
scape pattern changes in this region from 1980 to 2010, and quantitatively analyzed the land cover
types change degree, patch area index, patch shape index, margin density index, and landscape
diversity index. In 1980-2010, the main land cover types in this region were paddy field, inland
water, evergreen broadleaf forest, and urban built鄄up area, and their areas and spatial patterns var鄄
ied dramatically. Overall, the areas of inland water and urban built鄄up area had a significant in鄄
crease, while those of paddy field and dry farmland decreased somewhat. Due to the effects of pop鄄
ulation growth and economic development, the landscape fragmentation degree and landscape diver鄄
sity index presented a decreasing trend, but the decrement was small, which implied that the previ鄄
ous environmental management of this region had exerted important roles, but a long term challenge
was still faced with between the regional environmental protection and sustainable development.
Key words: land cover; landscape pattern; Poyang Lake region of China; environment manage鄄
ment.
*环保部公益性行业科研专项(201109075,201209030)和国家科技
基础性工作专项(2011FY110400)资助.
**通讯作者. E鄄mail: wangjl@ igsnrr. ac. cn
2012鄄08鄄06 收稿,2013鄄01鄄22 接受.
摇 摇 鄱阳湖作为中国第一大淡水湖,具有极其重要
的水源涵养、防洪调蓄、生物多样性保护等生态功
能.鄱阳湖地区湿地面积 2698 km2,其在中国环境
保护部和中国科学院 2008 年联合发布的全国生态
功能区划中属于“湿地洪水调蓄重要区冶,是长江中
下游最大的调蓄水体,维系着长江中下游防洪安全
和水文循环[1] .鄱阳湖地区也是我国重要的水产品
提供区和南方高产商品粮基地.历史上,为满足经济
发展及人口增长的需要,人们对鄱阳湖的自然资源
采取了一些不合理的开发,如从 20 世纪 50 年代到
70 年代的大规模“围湖造田,毁林开垦冶活动等[2],
这些人类活动,对当地生态环境造成干扰、甚至破
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 4 月摇 第 24 卷摇 第 4 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Apr. 2013,24(4): 1085-1093
坏.随着生态保育知识的普及和环境保护意识的逐
渐增强,政府和当地居民增强了对鄱阳湖地区生态
环境保护重要性的认识,有关的环境治理和保护政
策也建立起来,如 20 世纪 80 年代初水利部明令禁
止围湖垦殖活动;1998 年南方特大洪水之后,江西
省人民政府根据党中央、国务院提出的灾后重建指
导方针以及水利规划,在沿长江、鄱阳湖地区,进行
了大规模的平垸行洪、退田还湖、移民建镇工程[3] .
无论是政府主导的环境管理政策,还是当地居民开
展的日常生产活动都在改变着该区域的土地利用方
式,从而带来相应的土地覆盖变化.长时间序列的土
地覆盖和景观变化分析[4-6],对于揭示该区域土地
覆盖变化的内容、方向和强度,获取土地覆盖变化特
点,进而为区域环境管理提供决策支持具有重要的
科学意义和现实意义.
本文以 1980、2005 和 2010 年鄱阳湖土地覆盖
数据为基础,采用 GIS、RS 及景观生态学的方法,分
析了 1980—2010 年的土地覆盖变化情况及景观格
局变化特征,探讨了与环境管理活动相关的区域土
地覆盖和景观变化特点及规律,并提出了因地制宜
地处理好区域可持续发展与生态环境保护协调关系
的建议.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
鄱阳湖位于江西省北部、长江中下游南岸(28毅
24忆—29毅46郾 7忆 N,115毅49郾 7忆—116毅46郾 7忆 E).湖体南
北长 173 km,东西平均宽 16郾 9 km,最宽处约 74 km;
入江水道最窄处的屏峰卡口宽约 2郾 8 km;湖岸线总
长 1200 km.湖面以松门山为界,分为南北两部分,
南部宽广,为主湖区,北部狭长,为湖水入长江水道
区.北部与长江相连,其余三面环山.赣、抚、信、饶、
修“五河冶入湖,形成起伏较小的冲积平原和湖盆
地.本研究中的鄱阳湖地区包括 15 个行政区,分别
是南昌和九江市区、南昌县、九江县、新建县、进贤
县、余干县、鄱阳县、都昌县、湖口县、星子县、德安
县、永修县、安义县和彭泽县(图 1).
摇 摇 湖区山、丘、岗、平原相间,构成环形层状地貌.
鄱阳湖是季节性涨水湖泊,其湖水涨落受“五河冶和
长江来水双重影响,汛期为 4—9 月,其中,4—6 月
为“五河冶主汛期,7—9 月为长江主汛期.仅“五河冶
出现大洪水时,鄱阳湖水位一般不高;长江主汛期出
现洪水时,鄱阳湖水位受长江洪水顶托或倒灌影响
而壅高,长期维持在高水位,因此湖区年最高水位多
图 1摇 研究区位置示意图
Fig. 1摇 Sketch map of location of the study area郾
出现在 7—9 月. “高水是湖,低水似河冶、“洪水一
片,枯水一线冶是鄱阳湖独特的自然地理景观.鄱阳
湖湿地属亚热带湿润季风气候,气候温和,四季分
明,雨量充沛,光照充足,无霜期较长.
1郾 2摇 数据来源与处理
1980 和 2005 年的研究区土地覆盖数据源于中
国科学院地理科学与资源研究所承建的国家科技基
础条件平台———“地球系统科学数据共享网冶 ( ht鄄
tp: / / www郾 geodata郾 cn),该数据由中国科学院遥感
应用研究所等 8 个单位在 MODIS 影像遥感分类结
果的基础上,参照 1 颐 10 万土地覆盖数据及 TM /
ETM影像解译得到,制图比例尺为 1 颐 25 万. 2010
年土地覆盖数据是本研究团队依据 2010 年 7 月环
境星影像和 2011 年 8 月实地考察资料,采用人机交
互解译的方法获得(图 2),制图比例尺为 1 颐 10 万,
总体精度为 80郾 4% [7] . 3 期数据均参考张增祥等[8]
提出的“基于陆地生态系统特点的遥感土地覆盖分
类系统冶,并根据研究区实际特点确定及定义了研
究区的土地覆盖体系(表 1).
1郾 3摇 分析方法
1郾 3郾 1 土地覆盖类型面积变化分析指标摇 区域土地
覆盖类型面积变化反映了不同土地覆盖类型在总量
上的变化.通过分析土地覆盖类型的总量变化,可以
了解土地覆盖变化总的态势和土地覆盖结构的变化
以及该时段内人类对土地资源利用变化的强弱程
度[9-10] .土地覆盖类型动态度[11-13]指研究区一定时
间范围内某种土地覆盖类型的数量变化情况,其表
达式如下:
6801 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
图 2摇 1980、2005、2010 年鄱阳湖地区土地覆盖图
Fig. 2摇 Land cover maps of Poyang Lake area in 1980, 2005, and 2010郾
表 1摇 鄱阳湖地区土地覆盖分类体系
Table 1摇 Land cover classification system in Poyang Lake area
一级类型
First class land
cover type
二级类型
Second class land cover type
代码
Code
含义
Implication
森林 Forest 常绿针叶林 Evergreen coniferous forest 11 郁闭度>30% ,高度>2 m的常绿针叶天然林和人工林
常绿阔叶林 Evergreen broad鄄leaf forest 12 郁闭度>30% ,高度>2 m的常绿阔叶天然林和人工林
落叶针叶林 Deciduous coniferous forest 13 郁闭度>30% ,高度>2 m的落叶针叶天然林和人工林
落叶阔叶林 Deciduous broad鄄leaf forest 14 郁闭度>30% ,高度>2 m的落叶阔叶天然林和人工林
针阔混交林 Coniferous and broadleaf mixed forest 15 郁闭度>30% ,高度>2 m的针阔混交天然林和人工林
灌丛 Shrub 16 郁密度>40% ,高度>2 m的灌丛和矮林
草地 Grassland 草甸草地 Meadow grassland 21 覆盖度>30% ,以草本植物为主的各类草地
典型草地 Typical grassland 22 覆盖度在 10% ~30% ,以旱生草本为主的草地
灌丛草地 Shrub grassland 26 草地中灌丛覆盖度<40% ,灌丛高度<2 m
农田 Farmland 水田 Paddy field 31 有水源保证和灌溉设施,在一般年景能正常灌溉,用以种植水
稻、莲藕等水生农作物的耕地,包括实行水稻和旱地作物轮种
的耕地
水浇地 Irrigated land 32 有水源和灌溉设施,在一般年景下能正常灌溉的耕地;以种菜
为主的耕地;正常轮作的休闲地和轮歇地
旱地 Nonirrigated farmland 33 无灌溉水源及设施,靠天然降水生长作物的耕地
聚落 Settlement 城镇建设用地 Urban construction land 41 包括城镇、工矿、交通和其他建设用地
农村聚落 Rural settlement 42 包括农村居民点、定居放牧点等
湿地、水体
Wetland & water
沼泽 Swamp 51 植被覆盖度高的湿生草地以及地势平坦低洼、排水不畅、长期
潮湿多积水且表层生长湿生草本植被的土地
内陆水体 Inland water 53 陆地上各种淡水湖、咸水湖、水库及坑塘、河流
河湖滩地 River鄄lake beach 54 河流沿岸或湖泊周边的滩地,包括边滩、心滩等
荒漠
Desert
裸岩 Bare rock 61 地表以岩石或石砾为主、植被覆盖度在 5%以下的荒漠及戈壁、
裸露石山等无植被地段
裸地 Bare land 62 地表为土质、植被覆盖度在 5%以下的裸土地、盐碱地等无植被
地段
沙地 Sand 63 植被覆盖度在 5%以下的沙地、流动沙丘
摇 摇 K =
Ua - Ub
Ua
·1T·100% (1)
式中:K为研究时段内某土地利用类型的总变化动
态度;Ua、Ub 分别为研究期初及研究期末某种土地
78014 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王卷乐等: 1980—2010 年鄱阳湖地区土地覆盖与景观格局变化摇 摇 摇 摇 摇
覆盖类型的面积;T为研究时段间隔年数.
土地覆盖转移矩阵能够反映土地覆盖类型间相
互转移的时间过程特征[14-16] .土地覆盖转移矩阵包
括:1)研究时段内由一种土地覆盖类型转变为其他
土地覆盖类型的面积,即转出面积;2)研究时段内
由其他土地覆盖类型转变为此土地覆盖类型的面
积,即转入面积.根据土地覆盖类型的转移矩阵,可
分析各种土地覆盖类型的转移状况,如转移向、转移
量、转移比例等.
1郾 3郾 2 土地覆盖景观格局变化分析指标摇 景观指数
指能够高度浓缩景观格局信息,反映其结构组成和
空间配置某些方面特征的简单定量指标[17-18] .采用
景观指数对景观空间格局进行分析,能定量了解景
观要素的形状、大小、数量和空间组合,探讨景观格
局和生态过程的相互关系. 景观指数不仅能反映景
观的生态特点,而且能反映该地区的社会经济状
况[19-20] . 本研究采用景观指数方法,定量分析
1980—2010 年研究区土地覆盖格局的变化.根据文
献[21-24],本研究选择斑块面积指数、斑块形状指数、
边缘密度指数和多样性指数(表 2)表达景观的结构
及空间特征,采用 Patch Analyst 工具计算景观水平
的景观指数,并分析各指数的变化特征.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 1980—2010 年鄱阳湖地区土地覆盖动态变化
表 2摇 本研究采用的景观格局指数
Table 2摇 Landscape pattern indices used in the study
景观指数类型
Landscape
index type
景观指数名称
Name of
landscape index
缩写
Abbreviation
景观斑块面积
Patch area
斑块数量
Number of patches
NUMP
斑块平均大小
Mean patch size (hm2)
MPS
斑块面积标准差
Patch size standard deviation
PSSD
景观边缘
Landscape edge
边缘密度
Edge density (m·hm-2)
ED
景观形状
Landscape shape
形状指数
Shape index
MSI
斑块分维数
Mean fractal dimension index
MFPD
景观多样性
Landscape diversity
香农多样性指数
Shannon爷s diversity index
SDI
香农均匀度指数
Shannon爷s evenness index
SEI
2郾 1郾 1 土地覆盖类型面积变化摇 研究区土地覆盖面
积变化的统计结果表明(表 3),水田、内陆水体、常
绿阔叶林和旱地为研究区主要土地覆盖类型,其面
积占研究区总面积的 70%左右;1980—2010 年,各
土地覆盖类型的面积均发生了不同程度的变化,其
中,变化较明显的是内陆水体、水田、城镇建设用地、
农村聚落、河湖滩地.
1980—2010年,鄱阳湖地区土地覆盖面积变化呈
现以下特点:1)退田还湖已见成效,内陆水体面积持
表 3摇 1980—2010 年鄱阳湖地区土地覆盖类型构成及变化幅度
Table 3摇 Land cover composition and change range in Poyang Lake area (1980-2010)
土地覆盖类型
编号
Code of land
cover type
面积 Area (hm2)
1980 2005 2010
1980—2005
面积变化量
Total area of
change (hm2)
面积变化率
Rate of
change (% )
2005—2010
面积变化量
Total area of
change (hm2)
面积变化率
Rate of
change (% )
11 82540 83071 81408 531 0郾 03 -1686 -0郾 41
12 298732 301616 289442 2884 0郾 04 -12601 -0郾 84
13 9935 10255 9689 320 0郾 13 -567 -1郾 11
14 78248 79521 76046 1273 0郾 07 -3434 -0郾 86
15 28054 24929 24808 -3125 -0郾 45 -121 -0郾 10
16 115781 114148 112205 -1633 -0郾 06 -1996 -0郾 35
21 684 676 643 -8 -0郾 05 -474 -14郾 02
22 17389 18336 14717 947 0郾 22 -3637 -3郾 97
26 66063 65297 60691 -766 -0郾 05 -4679 -1郾 43
31 830923 817968 763044 -12955 -0郾 06 -56436 -1郾 38
32 5985 6572 5118 587 0郾 39 -1079 -3郾 28
33 247082 241291 215591 -5791 -0郾 09 -26221 -2郾 17
41 18022 44268 64755 26246 5郾 83 20773 9郾 39
42 5675 7112 57696 1437 1郾 01 50597 142郾 29
51 90195 60003 747 -30192 -1郾 34 -58814 -19郾 60
53 303449 368806 524722 65357 0郾 86 156635 8郾 49
54 129166 84052 22251 -45114 -1郾 40 -60092 -14郾 30
61 66 66 111 0 0 45 13郾 64
62 82 82 98 0 0 16 3郾 90
63 0 0 4287 0 0 4287 857
8801 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
续增加,水田、旱地有所减少.内陆水体面积由 1980
年的 303449 hm2增加到 2010 年的525441 hm2,水田
面积由 830923 hm2 减少为 761532 hm2,旱地由
247082 hm2减少为 215070 hm2 . 2)城镇扩张明显,农
村经济得到发展. 1980—2010 年,城镇建设用地、农
村聚落面积持续增加,1980—2005 年,城镇建设用
地增加幅度最大,其动态度为 5郾 8% ,2005—2010 年
其动态度为 9郾 4% . 3)森林保护及水土保持工作初
见成效,但成效并不显著. 1980—2010 年,研究区经
济处于迅速发展时期,但其经济发展对森林的破坏
并不明显,森林面积变化不大. 1980—2005 年,各类
型森林面积有所增加,但 2005—2010 年,森林面积
却呈稍微减少趋势. 说明鄱阳湖地区仍需继续加强
森林保护,以利于水土保持、水源涵养等生态功能的
加强. 4)沼泽、河湖滩地、草甸草地等绿色湿地资源
减少. 1980—2005 年,河湖滩地减少幅度最大
(-1郾 4% ),其次为沼泽. 2005—2010 年,沼泽和河湖
滩地面积也均减少.鄱阳湖地区沼泽、河湖滩地是鸟
类的重要栖息地,对生物多样性保护具有重要作用.
2郾 1郾 2 土地覆盖类型转移特征 摇 1980—2010 年,研
究区相互转移较多的土地覆盖类型有水田、内陆水
体、常绿阔叶林和城镇建设用地(表 4、表 5),本文
仅详细分析这几类土地覆盖类型的转入和转出
情况.
1980—2005 年,水田转出类型中,转化为城镇
建设用地的面积(15409 hm2 )最多;水田转入类型
中,内陆水体的转入面积(11897 hm2)最多,同时又
有 6157 hm2的水田转化成内陆水体;水田与内陆水
体之间相互转化的强度较大. 水田与河湖滩地、旱
地、灌丛草地之间也有相互转移;而水田与城建建设
用地、农村聚落之间只发生了单向转移. 2005—2010
年,水田的转移特点基本与 1980—2005 年间相同,
但水田转移为内陆水体和农村聚落的面积更多,河
湖滩地及内陆水体转化为水田的面积也有所增加.
1980—2005 年,对内陆水体增加贡献较大的土
地覆盖类型为河湖滩地、沼泽和水田,转为内陆水体
的面积分别为 48712、31989 和 6157 hm2;内陆水体
转化成水田的面积最多,也有部分内陆水体转化为
河湖滩地和城镇建设用地. 2005—2010 年,转为内
陆水体的土地覆盖类型更多,河湖滩地、沼泽、水田、
旱地、草地和常绿阔叶林均有部分转为内陆水体,并
且转入内陆水体的面积较大.
1980—2005 年,城镇建设用地的增加较明显,
对其增加影响较大的土地覆盖类型为水田、旱地、针
阔混交林及内陆水体,其中,水田转为城镇建设用地
的面积高达15409 hm2,建设用地基本没有转移为
表 4摇 1980—2005 年鄱阳湖地区土地覆盖转换矩阵
Table 4摇 Transform matrix of land cover types in Poyang Lake area from 1980 to 2005 (hm2)
1980年
土地覆盖类型编号
Code of land
cover type in 1980
2005年土地覆盖类型编号
Code of land cover type in 2005
11 12 13 14 15 16 21 22 26 31 32 33 41 42 51 53 54 61 62 总计
Total
11 82368 4 4 65 69 18 14 82540
12 10 296551 7 165 364 513 782 231 79 30 298732
13 9921 10 3 9935
14 27 78030 30 13 31 52 22 43 78248
15 11 24 24795 357 451 136 434 1818 28 28054
16 212 2720 228 80 111968 6 252 202 43 43 28 115781
21 670 13 684
22 17299 16 48 26 17389
26 75 848 35 1040 18 132 61898 655 89 347 98 481 348 66063
31 61 468 6 124 11 51 282 2047 800190 1682 15409 1064 1345 6157 2028 830923
32 28 12 5946 5985
33 266 395 86 25 22 139 6 11 14 931 236876 6063 664 237 813 534 247082
41 17846 177 18022
42 366 5309 5675
51 3 109 197 76 57693 31989 129 90195
53 69 414 30 1238 23 142 11897 626 719 1519 27 397 280452 5895 303449
54 138 208 24 3 721 348 3182 225 469 20 56 48712 75060 129166
61 66 66
62 82 82
总计 Total 83071 301616 10255 79521 24929 114148 676 18336 65297 817968 6572 241291 44268 7112 60003 368806 84052 66 82 2328070
98014 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王卷乐等: 1980—2010 年鄱阳湖地区土地覆盖与景观格局变化摇 摇 摇 摇 摇
其他土地覆盖类型. 2005—2010 年,城镇建设用地
面积增加的来源基本与之前相同,但有部分城镇建
设用地转化为水田、旱地和常绿阔叶林.
1980—2005 年,对常绿针叶林面积增加贡献最
大的土地覆盖类型为灌丛,水田、旱地和灌丛草地与
常绿阔叶林之间存在一定的转换. 2005—2010 年,
大量常绿阔叶林转为内陆水体、农村聚落和城镇建
设用地,对常绿阔叶林面积增加贡献较大的土地覆
盖类型仍然是灌丛.
2郾 2摇 1980—2010 年鄱阳湖地区景观格局变化
2郾 2郾 1 斑块面积指数摇 斑块个数代表该地区生态环
境及土地覆盖类型的破碎化程度[25] . 1980—2005
年,鄱阳湖地区斑块数量和平均斑块面积稍微下降
(表 6),斑块数量从 8048 个减少为 7799 个,到 2010
年又增长到 19630 个.说明 1980—2005 年鄱阳湖地
区的斑块破碎度没有增加,2005—2010 年则显著增
加,2010 年斑块数量增幅大的原因之一是 2010 年
的土地覆盖数据分类精度更高,大量乡村居民点被
提取出来.
斑块面积标准差(PSSD)反映了土地覆盖类型
的均匀性,PSSD值越大,区域土地覆盖类型越不均
匀.鄱阳湖地区 PSSD 由 1980 年的 2786 增加到
2005 年的 3670(表 6). 说明 2005 年鄱阳湖地区的
土地覆盖类型面积差异较大.
2郾 2郾 2 边缘密度指数摇 边缘密度与景观异构性直接
相关[26],即边缘密度越大,景观异构性越高. 1980、
2005 和 2010 年,鄱阳湖地区边缘密度(ED)分别为
48郾 59、48郾 03 和 54郾 27. 2010 年鄱阳湖土地覆盖的
异构性最高,2005 年最低.边缘密度越大,土地覆盖
类型的边界越弯曲,也越有利于鄱阳湖地区各类地
区与外界的物质、能量交换.
2郾 2郾 3 形状指数摇 斑块形状越简单,一般说明其受
表 5摇 2005—2010 年鄱阳湖地区土地覆盖转换矩阵
Table 5摇 Transform matrix of land cover types in Poyang Lake area from 2005 to 2010 (hm2)
2005年土地覆盖
类型编号
Code of land
cover type in 2005
2010年土地覆盖类型编号
Code of land cover type in 2010
11 12 13 14 15 16 21 22 26 31 32 33 41 42 51 53 54 61 62 63 总计
Total
11 80174 10 33 201 316 176 197 1227 734 2 83070
12 287372 7 16 302 91 721 36 178 1819 4268 6327 59 419 301615
13 9497 167 21 62 452 42 7 7 10255
14 4 74985 37 41 474 171 411 2032 1267 18 29 53 79522
15 0 24364 72 96 135 262 24929
16 764 83 0 0 110077 0 377 255 393 1201 937 61 114148
21 155 7 0 7 507 676
22 6 14305 266 2 609 1065 1976 32 75 18336
26 25 352 2 60001 200 197 401 1292 2747 80 65297
31 360 471 84 166 96 334 37 18 133 717625 2789 10551 30260 44 53399 1474 12 113 817966
32 1391 5082 55 44 6572
33 82 89 36 436 283 108 183 2 5488 209772 5162 8609 9163 224 45 1608 241290
41 70 14 30 7 710 91 42216 167 963 44268
42 182 86 3 629 37 360 5445 371 7113
51 14 0 20 25 987 15 23 55 703 57996 145 20 60003
53 13 1049 36 202 16 687 227 330 328 16298 1380 2250 733 341907 2820 530 368806
54 15 249 36 68 7 0 10 103 17316 507 205 693 46055 17331 1460 84055
61 0 66 66
62 25 57 82
总计 Total 81408 289442 9689 76046 24808 112205 643 14717 60691 763044 5118 215591 64755 57696 747 524722 22251 111 98 4287 2328069
表 6摇 1980—2010 年鄱阳湖地区景观格局指数
Table 6摇 Landscape pattern indices in Poyang Lake area (1980-2010)
年份
Year
香农多样性
指数
SDI
香农均匀度
指数
SEI
形状指数
MSI
斑块分维数
MPFD
边缘密度
ED
(m· hm-2)
斑块平均大小
MPS
(hm2)
斑块数量
NUMP
斑块面积
标准差
PSSD
1980 2郾 09 0郾 71 2郾 33 1郾 30 49郾 59 289 8048 2786
2005 2郾 08 0郾 71 2郾 33 1郾 30 48郾 03 298 7799 3670
2010 2郾 02 0郾 68 1郾 87 1郾 33 54郾 27 118 19630 3163
0901 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
人类影响越大,人类对其干扰强度越大[27-28] . 当所
有斑块都是圆形或正方形时,平均形状指数(MSI)
为 1,形状指数越大,表明斑块形状越复杂. 1980—
2005 年,鄱阳湖地区的形状指数没有发生变化,
2010 年形状指数降低.
斑块分维数(MPFD)值在 1 ~ 2,MPFD 值越接
近 1,斑块的自相似越强,景观受干扰的程度越大.
研究期间,鄱阳湖地区 MPFD 值均为 1郾 3,基本没发
生变化,比较接近于 1,表明该区景观受干扰程度持
续较大.
2郾 2郾 4 景观多样性指数摇 香农多样性指数(SDI)和
香农均匀度指数(SEI)是衡量景观多样性较常见的
指数[29-31] .研究期间,鄱阳湖地区的景观类型数为
基本固定值,仅 2010 年多增了沙地.对于景观类型
一定的景观而言,景观多样性与各要素的空间分布
格局相关,各景观要素类型面积分配越均匀,其景观
多样性越高.
1980、2005、2010 年研究区 SDI 值分别为 2郾 09、
2郾 08、2郾 02. 1980—2010 年,景观多样性指数呈降低
趋势,说明 2005 年各景观类型的面积比例差异较
大、景观异质性较大. SEI 指一种或几种景观斑块支
配景观格局的程度,表示景观多样性对最大多样性
之间的偏差. SEI值越大,表明各景观类型面积比例
差别越大,其中某一种或某几种景观类型占优势.
1980、2005、 2010 年研究区 SEI 值分别为 0郾 71、
0郾 71、0郾 68(表 6),1980—2010 年鄱阳湖地区 SEI 的
变化不大,与鄱阳湖地区一直是几类(水田、内陆水
体等)地类占绝对优势地位的实际情况一致.
3摇 讨摇 摇 论
本文以 1980、2005 和 2010 年鄱阳湖地区土地
覆盖数据为基础,在研究鄱阳湖地区土地覆盖类型
变化及几类主要土地覆盖类型转移特点的基础上,
借助景观指数,分析了鄱阳湖地区土地覆盖变化及
其景观格局变化特征. 结果表明,经过 30 年的发展
和环境治理过程,鄱阳湖地区土地覆盖发生了较大
改变,土地覆盖类型的总体变化趋势是水体增加、耕
地减少、聚落大幅增加、草地减少、森林及荒漠变化
不大,景观格局的总体趋势是多样性减少、破碎度变
化不大、景观异质性减少.
鄱阳湖地区的土地覆盖变化与相应的土地利用
活动有密切关系(表 7). 1980 年以后,国家一直在
采取相应的政策调控措施以改善当地的生态环境和
减灾能力. 20 世纪 80 年代初的禁止围湖垦殖政策
及 1998 年南方特大洪水之后国家实施的“退耕还
林、平垸行洪、退田还湖、移民建镇、加固干堤冶工程
对鄱阳湖地区土地覆盖的变化有很大影响. 如鄱阳
湖水体面积及所占比例从 1980 年开始一直增加,
1980、2005 和 2010 年其所占比例分别为 13郾 0% 、
15郾 8% 、22郾 6% ,对其增加贡献较大的地类为水田、
河湖滩地和沼泽;研究期间,水田面积呈下降趋势,
并且相当一部分水田转化为水体;常绿阔叶林虽然
总面积没有增加,但一部分农田转化为常绿阔叶林;
城镇建设用地的增加速度最快,但也有部分城镇建
设用地转化为水田和旱地等.
摇 摇 主要土地覆盖类型的相互转换揭示出相应的环
境管理与区域可持续发展的协调问题.研究期间,鄱
阳湖面积总体呈增加趋势,但其转入的主要土地类
型是河湖滩地和沼泽,这将牺牲一定的沼泽湿地,影
响到当地湿地自然保护区的稳定性. 鄱阳湖地区实
施的“退田还湖,退耕还林冶政策使水田有一部分转
为水体和林地,但在此期间,仍然存在“围湖造田,
毁林开垦冶现象,即有水体和林地转化为水田的现
象,说明鄱阳湖区仍然长期存在区域社会经济发展
与生态环境保护之间的矛盾. 鄱阳湖地区的城镇扩
张比较明显,转入的主要土地类型是耕地和林地,这
对鄱阳湖地区的农业发展及生态环境均造成了负面
影响.如何加强鄱阳湖地区的区域可持续发展与环
境管理之间的协调仍然面临着长期挑战.
从景观格局变化来看,虽然鄱阳湖地区受到人
口增长及经济发展的严重影响,但其景观破碎度、景
观多样性并没有发生大幅改变.这反映出鄱阳湖地
表 7摇 鄱阳湖地区土地覆盖变化特征与相关环境管理政策
及人类影响对应表
Table 7摇 Relationship between land cover change and envi鄄
ronmental management policies and human impact in Poy鄄
ang Lake region
土地覆盖变化情况
及转移过程
Land cover change
and transfer process
有关政策及人类活动
Related policy and
human activities
内陆水体面积持续增加 退田还湖(1980 年至今),平垸
行洪,移民建镇(1998 年至今)
水田面积缓慢减少 退田还湖,退耕还林(1980 年至
今)
城镇建设用地持续增加 城镇扩张,人口增长(1980年至今)
水田向内陆水体的转化
幅度加快
退田还湖(1980 年至今)
水田、旱地部分转为常绿
阔叶林
退耕还林(1980 年至今)
城镇建设用地部分转为
水田、旱地及内陆水体
移民建镇,平垸行洪(1998 年至
今)
各种森林总量基本保持
不变
保护森林的政策,退耕还林
(1980 年至今)
19014 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王卷乐等: 1980—2010 年鄱阳湖地区土地覆盖与景观格局变化摇 摇 摇 摇 摇
区 1980 年以来高度重视生态环境保护并实施了大
量环境保护工程,为区域生态环境的稳定性做出了
贡献.但其景观多样性呈现下降趋势、景观形状趋于
简单、景观异质性减小.在以后的土地开发利用及生
态环境保护中,要依据土地覆盖各类型的结构特点,
加强土地利用集约化和生物多样性保护.
致谢摇 感谢中国科学院鄱阳湖湖泊湿地观测研究站提供的
研究条件支持.
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作者简介摇 王卷乐,男,1976年生,博士,副研究员.主要从事资
源环境信息集成与共享研究. E鄄mail: wangjl@ igsnrr. ac. cn
责任编辑摇 杨摇 弘
39014 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王卷乐等: 1980—2010 年鄱阳湖地区土地覆盖与景观格局变化摇 摇 摇 摇 摇